JP4825087B2 - 既存建物の耐震補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、既存建物の外部に、この既存建物とは独立して構築された補強フレームによって耐震補強を行う既存建物の耐震補強構造に関する。

近年、旧来の建築基準法に則って設計された建物や、老朽化が懸念される建物等の各種の既存建物に対して、その躯体を補強することにより耐震性を向上させる様々な補強手段が実施されている。
このような補強手段の一例として、既存建築物に対して制震装置を組み込んだ制震架構を付加し、あるいは既存建築物に制震装置を介して耐震架構を付加することにより既存建築物を制震補強する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この補強手段を採用することによって、既存建築物に対する補強工事を要さずに、建物を使用状態においたまま既存建築物に制震補強を施すことが可能となっている。
特開平０９−２３５８９０号公報

ところで、上記特許文献１のような補強用の架構と既存建築物とを連結する際は、例えば、外壁に穿孔した孔の中で拡張部が開くことによって孔壁に機械的に固着するあと施工アンカーが利用される場合がある。そして、このようなあと施工アンカーを用いることで、補強用の架構と既存建築物とが強固に緊結されて一体化され、これによって既存建築物の補強がなされていた。

ところが、このあと施工アンカーを既存建築物の外壁に設ける際は、ドリルを用いて穿孔するだけでなく、あと施工アンカーをハンマーで打ち込んで拡張部を開かなければならないため、補強工事の際は、大きな騒音や振動が発生するという問題があった。
しかしながら、騒音や振動を軽減するためにあと施工アンカーを利用しなかった場合、補強用の架構と既存建築物とを連結できないため、既存建築物の耐震補強を行うことができない場合があった。
そこで、補強用の架構（以下、補強フレーム）と既存建築物（以下、既存建物）とを連結するあと施工アンカーを用いなくても確実に耐震補強を行うことができるような技術の開発が望まれていた。

本発明の課題は、従来とは異なり、あと施工アンカーを用いなくても、前記既存建物の耐震補強を確実に行うことができ、耐震補強工事の際の騒音や振動をより軽減することが可能な既存建物の耐震補強構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図３に示すように、既存建物１の外部に、この既存建物１とは独立した補強フレーム２が構築されており、この補強フレーム２は、この補強フレーム２を弾性的に反らせることによって、前記既存建物１から離間するように弾性変形しており、
前記既存建物１と弾性変形している補強フレーム２との間には、これら既存建物１および補強フレーム２間の距離を保つための水平ブレース３が架設されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記補強フレームは、この補強フレームを弾性的に反らせることによって、前記既存建物から離間するように弾性変形しているので、直立状態に戻ろうとする復帰力が常に働いていることとなる。そして、このように前記補強フレームに復帰力が働いていることによって、前記水平ブレースには、常に既存建物と補強フレーム間における圧縮力が働くこととなるので、従来とは異なり、あと施工アンカーを用いずとも前記既存建物と補強フレームとを一体化することができる。
一方、前記既存建物に揺れが発生した際、前記補強フレームは、前記既存建物の揺動による傾きに追従するようにして直立状態に戻ろうとするが、前記既存建物も反復して直立状態に戻ろうとするので、前記水平ブレースには、既存建物と補強フレーム間における圧縮力が働くこととなり、地震時においても、あと施工アンカーを用いずに前記既存建物と補強フレームとを一体化することができる。
これによって、従来とは異なり、あと施工アンカーを用いなくても、前記既存建物と補強フレームとを一体化することができるので、前記既存建物の耐震補強を確実に行うことができ、さらに、耐震補強工事の際の騒音や振動をより軽減することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、例えば図１〜図３に示すように、請求項１に記載の既存建物１の耐震補強構造において、前記既存建物１と水平ブレース３との間には、前記既存建物１側に位置する緩衝材４と、前記水平ブレース３側に位置する鉄板５とが隣接して設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記水平ブレース側に前記鉄板が位置しているので、前記補強フレームの復帰力によって前記水平ブレースの一端にかかる力を鉄板全体で受けることができ、さらに、このように鉄板全体で受けた力を、鉄板全体で前記既存建物に伝達することができる。これによって、前記鉄板を介して前記既存建物と補強フレームとをより広範囲に一体化させることができるので、前記既存建物の耐震補強をより確実に行うことが可能となる。
一方、前記既存建物側に前記緩衝材が位置しているので、この緩衝材によって、前記既存建物および鉄板間に生じる衝撃や摩擦を緩和することができ、地震時における前記既存建物に生じる騒音や振動を緩和することができる。

本発明によれば、従来とは異なり、あと施工アンカーを用いなくても、既存建物と補強フレームとを一体化することができるので、既存建物の耐震補強を確実に行うことができ、さらに、耐震補強工事の際の騒音や振動をより軽減することが可能となる。
また、既存建物と水平ブレースとの間に設けられた鉄板を介して既存建物と補強フレームとをより広範囲に一体化させて、既存建物の耐震補強をより確実に行うことができるとともに、緩衝材によって、既存建物および鉄板間に生じる衝撃や摩擦を緩和することができ、地震時に既存建物に生じる騒音や振動を緩和することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

本実施の形態における既存建物１の耐震補強構造は、図１〜図３に示すように、既存建物１の外部に、この既存建物１とは独立した補強フレーム２が構築されており、この補強フレーム２は、この補強フレーム２を弾性的に反らせることによって、前記既存建物１から離間するように弾性変形しており、前記既存建物１と補強フレーム２との間には、これら既存建物１および補強フレーム２間の距離を保つための水平ブレース３が架設されている。

ここで、本実施の形態の既存建物１は、例えば鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等の構造からなる低層建物であり、図１に示すように、複数の階層を備えている。

そして、前記既存建物１の外部には、前記補強フレーム２が、既存建物１の妻面から所定間隔離間した位置に構築されている。
本実施の形態の補強フレーム２は、図示はしないが、例えば地中に埋設された基礎上に立設される複数の柱と、これら複数の柱間に架設される複数の梁と、柱と梁との交点間に斜めに架設されるブレースとを備えている。

なお、本実施の形態の補強フレーム２は、図１および図２に示すように、前記既存建物１の妻面方向の長さが１スパン以上となるように形成されている。
また、この補強フレーム２内のいずれかに地震等による振動を減衰できる制振装置（図示せず）等を組み込んでも良い。

また、前記補強フレーム２は、図１に示すように、この補強フレーム２を弾性的に反らせることによって、上方に向かうに従って前記既存建物１から離間するように変形している。
すなわち、通常は直立に構築されるものを弾性的に反らせることによって、バネのよう弾力性が付与された状態となっている。

なお、本実施の形態においては、前記補強フレーム２を弾性的に反らせて変形させるには、例えば、前記既存建物１の外壁を反力壁として、既存建物１と補強フレーム２との間にジャッキ装置（図示せず）を取り付けて変形させるようにする。

そして、このように変形した補強フレーム２と前記既存建物１との間には、これら既存建物１および補強フレーム２間の距離を保つための水平ブレース３が架設されており、この水平ブレース３は、前記既存建物１の高さ方向に沿って複数並設されている。

この水平ブレース３は、図２に示すように、複数の水平ブレース材３ａがジグザグ状に組まれて形成されており、図１に示すように、前記既存建物１の高さ方向に沿って並設される際の高さ位置によって、その長さ寸法が異なる。
なお、本実施の形態における複数の水平ブレース材３ａは、ジグザグ状に組むものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、平面視Ｙ字状や平面視Ｘ字状となるように水平ブレース材３ａどうしを交差して組むようにしても良く、さらには立体トラスでも良く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

すなわち、前記補強フレーム２の反りに合わせ、最も高い位置に設けられる水平ブレース３の水平ブレース材３ａが最も長尺であり、下方に向かうにつれて徐々に短尺な水平ブレース材３ａが用いられるようになっている。

以上のような耐震補強構造によれば、図１に示すように、地震等による振動が既存建物１に発生していない場合において、前記補強フレーム２は、この補強フレーム２を弾性的に反らせることによって、前記既存建物１から離間するように弾性変形しているので、直立状態に戻ろうとする復帰力が常に働いていることとなる。
そして、このように前記補強フレーム２に復帰力が働いていることによって、前記水平ブレース３には、常に既存建物１と補強フレーム２間における圧縮力が働くこととなるので、従来とは異なり、あと施工アンカーを用いずとも前記既存建物１と補強フレーム２とを一体化することができるようになっている。

一方、地震等によって前記既存建物１に揺れが発生した際は、図３に示すように、前記補強フレーム２は、前記既存建物１の揺動による傾きに追従するようにして直立状態に戻ろうとする。ところが、前記既存建物１も反復して直立状態に戻ろうとするので、前記水平ブレース３には、既存建物１と補強フレーム２間における圧縮力が働くこととなり、地震時においても、あと施工アンカーを用いずに前記既存建物１と補強フレーム２とを一体化することができるようになっている。

続いて、図１および図２に示すように、前記既存建物１と水平ブレース３との間には、前記既存建物１側に位置する緩衝材４と、前記水平ブレース３側に位置する鉄板５とが隣接して設けられている。

前記緩衝材４は、例えばゴム等の弾性材料が用いられており、前記既存建物１の妻面の略全面にわたって設けられている。また、前記鉄板５は、前記既存建物１の妻面の略全面にわたる大きさに形成されて、前記緩衝材４と隣接して設けられている

そして、このように水平ブレース３側に前記鉄板５が位置していることで、前記補強フレーム２の復帰力によって前記水平ブレース３の一端にかかる力を鉄板５全体で受けることができ、さらに、このように鉄板５全体で受けた力を、鉄板５全体で前記既存建物１に伝達することができる。これによって、前記鉄板５を介して前記既存建物１と補強フレーム２とをより広範囲に一体化させることができるので、前記既存建物１の耐震補強をより確実に行うことが可能となっている。
なお、本実施の形態の鉄板５は、前記既存建物１の妻面の略全面にわたる大きさに形成されているものとしたが、これに限られるものではなく、所定の面積を有していれば良いものとする。すなわち、鉄板５の大きさは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

一方、前記既存建物１側に前記緩衝材４が位置しているので、この緩衝材４によって、前記既存建物１および鉄板５間に生じる衝撃や摩擦を緩和することができ、地震時における前記既存建物１に生じる騒音や振動を緩和することができる。

なお、補強フレームは、図４に示すように、台形型の補強フレーム１０を用いるようにしても良い。このように台形型の補強フレーム１０を用いた場合は、補強フレーム１０を予め変形させていても上部が変形しているように見えにくいという効果がある。

すなわち、台形の場合、上方に向かうに従って先細りしていく形状となっているので、例えば直方体状の補強フレームよりも反りが目立ちにくい場合がある。
特に、下方から見上げた場合、直方体状の補強フレームは、上端部が下端部よりも出っ張っており、大きくオーバーハングした状態となっているのに比して、台形型の補強フレーム１０は、図５に示すように、上端部が下端部よりも出っ張らないため、オーバーハングの度合が目立ちにくくなっている。

本実施の形態によれば、従来とは異なり、あと施工アンカーを用いなくても、前記既存建物１と補強フレーム２とを一体化することができるので、前記既存建物１の耐震補強を確実に行うことができ、さらに、耐震補強工事の際の騒音や振動をより軽減することが可能となる。
また、前記既存建物１と水平ブレース３との間に設けられた鉄板５を介して、前記既存建物１と補強フレーム２とをより広範囲に一体化させて、前記既存建物１の耐震補強をより確実に行うことができるとともに、前記緩衝材４によって、前記既存建物１および鉄板５間に生じる衝撃や摩擦を緩和することができ、地震時に既存建物１に生じる騒音や振動を緩和することができる。

本発明の既存建物の耐震補強構造に係る実施形態を示す正面図である。 図１の既存建物の耐震補強構造を示す平面図である。 図１の既存建物の耐震補強構造の作動状況を示す正面図である。 台形型の補強フレームを用いた場合の既存建物の耐震補強構造を示す正面図である。 図４の既存建物の耐震補強構造の作動状況を示す正面図である。

符号の説明

１ 既存建物
２ 補強フレーム
３ 水平ブレース
４ 緩衝材
５ 鉄板

Claims (2)

1. 既存建物の外部に、この既存建物とは独立した補強フレームが構築されており、この補強フレームは、この補強フレームを弾性的に反らせることによって、前記既存建物から離間するように弾性変形しており、
   前記既存建物と弾性変形している補強フレームとの間には、これら既存建物および補強フレーム間の距離を保つための水平ブレースが架設されていることを特徴とする既存建物の耐震補強構造。
2. 前記既存建物と水平ブレースとの間には、前記既存建物側に位置する緩衝材と、前記水平ブレース側に位置する鉄板とが隣接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の既存建物の耐震補強構造。

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